In d o n e sian   Jou r n al of  Ele c tr i c a l  En g in e erin g   a n d  C om pu ter S c ien ce   Vol.  14, No.  1, April 2019,   pp.  210~218  ISSN: 2502- 4752,  DOI :   10.115 91/ijeecs. v 14. i 1 . pp210-218          210     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/ i j eec s   Cervical can cer detection method  usi n g    an impr ove d cellular neura l netw o rk (C N N) algorithm       Azi a n Aza m imi   Abdu l l a h 1 A a fion   F on e t ta D i c k s on  Gion g 2 Nik   Adi l a H a n i n   Z a h r i 3   1, 2 S c ho ol  o f M echat ron i c E n g i neeri n g ,  Univ e rsiti   M a lays ia Perlis Ma la ysi a     3 S c ho ol   o Co mpu t er  a nd   C ommu ni ca t i o n   E ngin e ering ,  U ni versi t i M a lay s i a  P erli s, M al ays i a       Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Sep  2 5 ,  2 018  Re vise d N ov  26,  201 8   A c c e pte d   D ec 8,  201     Cervi cal  can c e is   t he  s econ d   m o s t   comm o n   i M a lays ia  a nd  th f ou rth  f r equ e nt cancer am o ng wo men   in  w orl d w i de.   P ap sm ear  t est   is   o f ten ig nored   alt h o ugh   it  is   act uall us eful,   b e n e f i ci a l   a nd  ess e nt ial  as  s cr e e n in to ol  f or   cervi cal  canc e r.  H o w ev er,  P a sm ear  i m a g e ha v e   l ow   s en sitiv ity   a w e ll   a sp ecifi c ity Th eref ore,  i t   is   d iffi cul t   t o   de t e rm i n wh eth e t h ab norm a l   cells  are  can cero u or  n ot.  Recent l y,  c om p u t e r-based   a lg orith m s   a re  w idel y   used   in   cervical   cancer  s cre e ni ng .   In  t his   st udy,   a im prov ed  cel lul ar  n eural  net w o r (CN N alg o rit h m   is   p ro po sed   as   t he  s olut io to   d etect  t h e   can cerous   cell s   i n   real-time  by   und ergo in th im age  p r oc ess i n g   o f   P a p   s m ear  i m a ges .   f e t e m p l a t e are  com b in ed  a n d   m o d ified  to  f o r m   an  i deal   C N N   al gorith to   d etect   t he  can c e ro us   cel ls   i tot a l   o f   1 1 5   P ap  s mear  i mag e s.  A  M A T L A B   bas e d CN i s   d evel op ed f o r  an  au to m a ted   det ectio n of cerv i x can cerou s cel ls  wh ere  t h tem p lates   s e gm ent e th nucl e us   o f   t h cell s F r o m   t h e   si mula ti on  resu lts,  ou p r o p os ed  C NN  a l g o ri thm   can   d ete c t   t h cervi c a nce cells  aut o m a ti call y  wit h m o re th a n 8 8 %   accuracy. K eyw ord s :   C e llu lar   neur al  netw o r k   C e rvi c al  c an cer   Im age  proce ssing   MATLAB   Pap   sm ea r   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t of Advanced  En gi neeri n g  an d   Scien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   A z ian  A z a m im i A b d u l l a h ,   Sch o o l   of  M ech a t ro ni c   Engi nee r i n g ,   Uni v ersi ti   M al ays i a P e rlis,  P a uh P u tra   Cam pus,  0260 A r au,   P e rlis,  M a lay s ia.   Em ail:  aza mim i @ u n i m a p. ed u . m y       1.   I N TR OD U C TI O N    Cer v i c al  c a n ce r   i s   a   c a n cer   o t h c e rv ix,  whic i s   c omm onl y   ca u s ed  by  a   v i rus  na m e H u m a Papi llomavirus   (HPV)  [1].  T h e   v ir us  c a n   d am age   ce lls  i n   t h c e r vix ,   n ame l y ,   s qu a m ou c e ll a n gl an dul ar   ce l l tha t   m ay   d eve l o p   i n t o   squ a m ous  c e l l   car cinoma   ( canc e of  the  s quam o us  c e l l s )   a nd  ade noc a r cin o m a   (ca n ce of  t h e   g l a n d u l a r   c e lls ),  r espec t i v e l y.   B ase d   o Wor l H eal t h   O rg an i z ati o n   (W HO),  c erv i c a l   c a n c e r   i the  fo urt h   m ost  freq u e n t   ca nce r   i w o m e afte b r east,   c olor ect al an d   lu ng   c a n ce rs  w i t h   a n   est i ma t e 53 0,0 00  new   ca ses  i n   2 0 1 2   r epre sen tin 7. 9%   o a l l   fe ma le  c a n ce r s   [ 2] A pprox ima t e l 90 %   t h 2 7 0 ,00 0   dea t hs  f r o c e r vica c a n ce in  2 0 1 5   occ u rred  i n   l ow   a n d   m id d l e- in co me  c o unt ri es  [ 3 ] M e anwh il e,   in  M a l a y s i a ,   t h e   c ervi c a n c e r   w as  t he  s e c o nd  c o m m on  ca nc er  a mo n g   w om en,   be hi n d   t he   b rea s t   c a n c e r   [ 4] R a te  o inc i de nce   of  c ervica l   ca ncer   i ncre as ed  a fter  r ea ch i n g   3 0   y e a r s   o f  a g e  a n d  p e a k s   f r o m   6 5  -  6 9   y e a r s   ol d.    I Ma la y s ia s t at ist i c,   o ut   o a l l   t h ra c e s,  I ndia n   w o m e p o ssess   t he  h i g hes t   o cc urre nce  su bse que n tly   beh i nd i s  Ch i n e se foll o w e d b y  Ma l a y . 10. per   10 0,00 p opu la ti o ns ar e   t he  A S R   f or  I ndian fem ale s  [5] .   P a smear  screening  test  i the  m e th od use d  to   l o o k  for  pre -ca n c e r s ,   w h i c h   a re   t h e   cell s   t ha t   ch ang e d   on  t h c e rv ix  t ha m i gh be c o me   c e r vica l   c a nc er  i the y   a re   n o t   t reat e d   a ppropr i a tely.  The  screening  f o r   ce rvica l   c a n cer   w i l de tect   p re cursor  l e s i o ns  t her e fore   a l l o w   e a r l y   a nd   pot en ti a l ly   l e s i nvas i v e   t reat men t   t h a w h a t   i s   r e q u i r e d  f o r  d i s e a s e s   t h a t  c a u s e   t h e  s y m p t o m s .  P a p  s m e a t e st   i s   s i mpl e ef f ect i v a n d   ch ea p ,   b ut   i is  n o t  a  d ise a s e   spec ific t est,  w hi c h  ha s  l o w  sens i t i vi t y  an d   s pec i fici t y  [ 6]. A no ther  d i s a d v a nt a g o f  P ap sm e a r   is  t ha t   a n   a bn o r m a P a sme a result  doe n o t   a l w a ys  i nd i c a t c a n c e r C e l l so met i m e s   a p p ea abn o r m al   b u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind ones i a n   J   E lec  En g & Co mp  S c i    IS S N : 2502- 47 52       Ce rv ica l   c a nce r  d e tec t i o m e t h o d  usi ng an i m prov e d  cel lu lar ne ura l  ne t w ork  (Azia n   Azam im A b d u llah)   21 1 the y   a re no t   c ance ro us. There f or e ,  it   is   d i f f i c u l t  t o   d e te r m in e   w he ther the   a bn orma c e l l s are   c a nce r ous  o r   no t.   Wi t h   t hese  l i m it a t i o ns,  t h e   ca nce r o u ce ll w ill  be  h ard   to   d e t ec t   an d   it  w i ll  take   a   l o nge t i me   f or   t he   radi ol o g ist  or  doc tor   a nd  ot her  me dica l   p e rso nne to   d eterm i ne  t h ex i s t e n c e   o f   c a n c e rou s   cel ls   a nd  con s eq ue n t l y   w il l   l e a d   t th e   sprea d in of  i t   t o   t he  s urrou n d i n ce lls.   Rec e n t l y,   t h e re  a re   m a ny  me t h o d s   ut iliz i n com p ut e r   a lgor it hm for  dete c t i n g   the  c a nc ero u s   ce l l s   i ce rvi x   [ 7]–[1 2 ] .   T hese   m e t hods  e mpl o ye d   sever a ima g proce ssi ng  tec h n i que w i t h   c lass ifica t i o alg o ri t h m to  d i a g n o se   cer vi c a ca ncer Basical l y ,   there   w e re  f o u sta g es  o the   com p u t er   s ys tem   inc l u d i n im age   e nha nce m e n t,   f eature s   e x t r acti o n,   fe at ure  se lec t i on,   a nd   c l a s s i f i c a t ion.   H ow ever there   ar st i l l   l i m i t a t ions   i a u t o m a ted   de te c tio w i t hou un derg o i n g   t he se   f o u r   sta g es.   O n   t he  o t h er   h a nd,   c el l u l a n e ura ne tw ork s   ( C N N )   a re  a   p ara l l e c o m p ut in g   para d i g m   s i m ilar  t o   n e u ra l   ne tw orks,   w i t h   t he   d i f fer e nce  tha t   c o m munica tio is  a llow e d   b e t w e e nei g hb o u ri ng  un its  o n l y.    C ell u lar  ne ura l   n e t w o r k   ( CN N )   i a   ne two r k,   w hich  i l o cal l y   c o n n e ct ed  [ 13] .   The  ou t p u t   o t h e   ne uro n   i s   c o n n ec te d   w i t h   t he   i n p u t   of  e ve ry  n e u ron   in   3 x3   n ei gh bo rhoo d s Li k e wi se,   the  i n p u t of  n eur ons  a re   c on ne c t ed  o nl y   to  o utp u o f   e ve ry  n e u ro in  i ts  3 x 3   n ei gh bor h ood.   I ima g e   proce ssi ng,   C N N   ba sic a lly  w il d o   t he   m app i ng  or  t ran s forma t i o n   o f   an   i np ut   i mag e   t o   it co rre s p ond i n ou tpu t   i ma ge.   F o insta n ce,   a ny  i n p u ima g es  i a n a l o g u e   f orm   c an  b e   tra n sform e i n to  a   s pe c i fic  ou t put   ima g e,  w h i ch   i ts  v a l ue   i i n   b inar y.     In  C NN,  f eed ba ck   c o n n ec ti o n are   p r ese n t   an ea ch  o t h n e u r on   o the  netw ork  ap p l i e t h sim ila p r oc essi ng  fu nc ti o n Cel l ular  N eura N e tw ork  uses  t hese   t h r ee   m ain  o p er ati o n s   nam e ly,  fi l t e r i ng, se g me n t a t i on  an d e d ge de t e c t i on.     CANDY  So ft ware  i an   a p p li cat i on   d evel op ment   a nd  en vi ro n m ent  t o olk it  ba se CN N   for     w i n dow [1 4].   It  i s   als o   k no w n   a V i s u a l   M o u se  S o f tw are   P l a t f o r or  V isM ouse   [1 5].   Few   tem p la te w e r e   exp l ored  a n d   cons i d ere d   s uch  as  b l u e   cha n ne e x t r acti o te mp la t e ,   c ont r a st  e nha nce m e n te mpla t e   me dian   f i lter  t e m p lat e ,   b i na r y   e dge   d e t ec ti on   t em pla t e   a n ho l l ow -co n c a v tem p la te.   C N N   is   c h o se for  the   me tho d   o de te cti o n   i n   m ed i cal  i m a ge   p ro ce ssi n g   d u e   t o   i ts  e ff i c i e n cy   i pa tt e r re c o g n iti on   a nd   i ma ge  proce ssi ng  [1 6 ] –[2 0 ].  C N N   alg o ri t h is  a ls a p p l ie d   in   m emrist o r   [2 1]–[2 3 ],   s r obotic [24] d i t r ibu t e d   netw ork  [2 5]  a nd   r a i n d ro detec t i on  [26] H e nce ,   i n   th i s   s t u d y ,   a   n e w   d etec tio m e th o d   by  us i n CNN  a l go rith m wi l l   b e  u sed   t o  d et ect  t h e  can ce ro us ce r v i c a l   c e ll s i sh or t e r tim e.      2.   RESEARCH  M ETH O   The   most  i mp orta nt   p a r in  t hi pro j ect  i d e si gni ng  the  te m p la te  a nd   d e v el o p me nt   o the   al gor ithm  to  d e t ect  t he  c e r vi canc e b y   u s i ng  P a s m ear   i m a g e s.  P rior  t o   t he   d e v el o p me nt   o the   i m pro v e d   a lgor i t hm t h c h a r ac t e ri st i c o f   e ac i m a g es  n e e to  b e   an aly z e d   a n d   C NN  nee d   t o   be   u n d er st o o d   f u l l y.   T de sign   a   t e mp l a t e , t h e in it i a l   st at e, b oun d a ry  co ndi tion , f e ed b a ck  a nd  t hre s h o l d   v a l ue ha s  t o be  s tud i e d   b efor eha nd.    A   to ta o f   1 3   i m a g es  w e r c o l l ec te from   H U S M   K uba ng  K e r i a n   a n d   a no th e r   1 02   i ma g e re t r i e ved  f r o m   P a p   s mea r   i mag e   d a t ab ase.  A   t o t al   o 11 5   i m a g es  w ere   u s e d   t o  s i m ul ate o u de ve l o ped MA TLA B based   C N N   s i m u l a t o r .  T h i s   M A T L A B  b a s e d  C N N  s i m u l a t o r  i s   a   u s e r - f r i e n d l y  s o f t w a r e .  T h e  o u t p u t  i m a g e  w i l l   b e   show a t   t he  e nd  o f   t he  t ra nsien t s.  T hi s   i m pro v ed  M A T L A CN N   s i m u lator  is  u sed  for  P a sm ear  im ages   proce ssi ng  a n d   to  d e t ec t   the   ca nce r o u ce l l s.  F low   c h art  of  t he   a lg ori t h m   f or  cer vix  c a nc er  cel d e te ctio i s   show n in F igur e 1.    Th Graph i cal  U se In t e rf ac e,  w h i ch   i in   M ATLAB ,   i ut il i z ed   f or  t he  p urp o se  o f   de ve lo pm en of  the  C N N   S i mula t o to  d e t e c t h cer v i c a l   canc e in  t he   P ap  s me a i m age.   T hese  t em plat es,  whi c ar e   des i g n e d   f or   t he  d e t e c t i o o f   c e r vica c a n ce r,  a re   d eve l ope to   r e duc e   the  c o ns um ing  tim to  o bt ain  t h results.  T he  p r o cess  of  u sing  th e   MA TLA B   ba se CN N   S i m u la t o i s   eas by   s i m p l lo ad  t he   i n put  i m a ge ,   run  the   im age   a nd  t h fina s i m u late ou tpu t   i ma ge  w i l be  d isp la ye a t   t h e   e nd  of  t he  t e m plate s .   The  G U I   o f   the im pr ove M a tl a b  CN N   si mula tor   is sh o w n in F ig ure  2.    2.1.    Te mp late  D esign   Te mpla te   1   i s   B l ue  C ha nne E x tra c t i o tem p la te  t h a t   ca b e   f o u nd  i n   C N N   l i brar [2 7].   The  t e mp la t e  s et c on ta i n ed o A ( f ee dbac k ) ,   B   ( con t ro l)  a nd  Z ( bias)  t e mpl a t e  a n d   t he y a r show n as  b el ow :     T e m p lat e   A   =   T em plat e   B   =           Bia s ,   Z   =   0.7    The   tem p lat e   i app l i e d i n  the   M atl a b CN N   sim u l a t o r   a n d   t h e r e s ult   is  s h o w n as F i g ure   3.      - 2   2   - 2   2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2502- 4752  I n do n e si an  J  E l e c   E n g   &   C o m p  S ci , V o l .   1 4 ,   No. 1, April 2019 :   210 –  2 0 1 8   21 2     Figure   1.  Flow  char t   of  C NN  alg o ri t h for  c e r v ix  canc e detec t i on           F i gur e 2.  G U I  of Im prove M a tl a b  CN N   S i mulat o r.       (a ) O r i g ina l   I mage   ( b) S imulat e d  Im a ge     F i gure  3.  O rigi nal an si m u la t e i m age   us in Blue  Cha n n e l  Ex t ra ct ion  tem p l a te.      F r om  F igure   3,   t he  s imu l ate d  resul c a n n o s how  th e   a c t ua nuc l e u o f   t he cell.  T o o b t a in the des i r ed i m a ge modi fic a t i on  o n   t he   t e m p l a t e   is  m a d an is  s how be l o w .   T he  m o d i fi e d   t e m pla t e   p r o duc ed  t he  r esu lt  show n   in Fig ure   4   T e m p late   A   =   T e m plate   B   =                          - 7 . 5   1   - 2   2   - 2   0   - 2   2   Sta r t T e mp lat e  1: Modi f i ed B l u Ch ann e l E x t r ac t i o n  T em p l ate                                                                   Tem p l a te  2 Modif i ed   C ontrast   En hancem en t T e m pla t e                                                                   Temp l a te 3: I m prov ed  H ollow   Co ncav e Tem p la t e End Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind ones i a n   J   E lec  En g & Co mp  S c i    IS S N : 2502- 47 52       Ce rv ica l   c a nce r  d e tec t i o m e t h o d  usi ng an i m prov e d  cel lu lar ne ura l  ne t w ork  (Azia n   Azam im A b d u llah)   21 3 Bia s ,   Z   =   1.5  (a) O r igina l  im a ge   ( b) S imula t e d  i ma ge    F i gure  4.  O rigina l an si m u la t e d im age   us in modifie d  B l u e   Cha n ne l Ex tra c ti o n  tem p l a t e.       F i gure   s h ow th a t   t he   m o d i f ie tem p la t e   i able  t fi l t e r   o u t   t he  nuc le us  o t h c e l l .   T h e   unw an t e d   bac kgr o u n is  fi l t er e d  ou t   a n d  he n c e  the  o ut p u t im a g e is  m o r e   p r e senta b le for the de t ect i o o f  a bn orm a l cell s N e xt,  Te mp la t e   2   i s   use d w h i c h   is  t he C ont ra st   E nha nc em ent   tem pla t e   i n   o rde r   t o proce e w i t h  the   n e x t   s t e p The  t e mp la t e  i s show n be low   and  t h e   s i mula te d re su lt i s  sh o w n   i F i gure   5.    Te m p l a t e  A   =           Te m p l a t e   B   =           Bia s ,   Z   =   0.7      (a)   O r igi n a l   i mage   (b)   S i m u lat e im age     F i gure  5.  O rigina l an si m u la t e d im age   us in Co ntra s t   E nha nce m e nt  t em pla t e.      F r om  F igure   5,  t he  s imul at ed  r e s ult  s h o w a n   e nha nc em ent  of  t he  d a r k e s t  a r e a   o f  t h e  o r i g i n a l   i m a g e .   H o w e ve r,  t he   u n n ec essar y   b a c kgr ou n d   r e a ppe ars  a nd  t h e r efore  the   t em pl a t e   nee d to  b m o dif i e d   a s   sh ow n   bel o w :     Te m p l a t e  A   =             Te m p l a t e   B   =           B i as Z=   0 .2      Af t e appl yin g   t h e   m od ifi e Co nt rast   E nh an ce me n t   t emp l a t e ,   i t   i o b ser v ed   t ha t   on l y   t he   nuc l e us  a pp e a re in   the   si m u la te ima g as  s h o w i n   F i gure   6 .   B a d j u s tin the  simu la ti on   tim an t h tem p l a t e t h ou t p u t   ima g sh ow o n l y   t he  d arke s t   a r ea  of  t he   p r e vi o u ima g e.   F or  t h e   fina l   s t e p Tem p la te  3 w h ic i s   t he  H oll o w   Conc a v tem p la t e i s   u sed i n  or d er  t ge t t h e   fina l r e sul t .   The  tem pla t e is  s how be low :    0. 25   0   0. 0. 25   0   -1  0   -1   4   - 1   -1  0   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2502- 4752  I n do n e si an  J  E l e c   E n g   &   C o m p  S ci , V o l .   1 4 ,   No. 1, April 2019 :   210 –  2 0 1 8   21 4         Te m p l a t e  A   =               Te m p l a t e   B   =           Bia s ,   Z = 3.2 5                                                                      ( a )   O r i ginal  im age                                           (b)   S i m u lated  i ma g e     F i gure   6.  O rigi nal a n d   simu la t e i m age   us in g   m odi f i e d  Co n t r a st  Enha nc em ent tem p la te     The  ori g ina l   t e m p l a t e   a n d   t h e sim u l a te d re sult  from  Te m plat a r e   show n i n  F i gur e 7.                                                                     (a)   O r igina l  image                                       (b)   S i mulated  i m a ge     F i gure  7. O r i gi na l   an d sim u l a te d im age  usin g   H o l l ow   C o n ca ve  t e m pl ate     The  si m u late ima g i n   F ig ure  afte app l ying  the  ori g i n a l   H ol lo w   Co n cav e   t e mp l a t e   d o e n o t   sho w   t he   d e s i r abl e   out put It   i s   s u pp os ed  t o   di sp la a   sm a l nuc le us  t hat   ind i ca t e t h a b n o rm al  c e ll.  H ence and   i m prove d   H o l l ow   C onc a v tem p la t e   i de ve lo pe for  t h de tect io o f   a b n or mal  cell   a s   show n be low :       Te m p l a t e  A   =             Te m p l a t e   B   =             Bia s ,   Z = 3.2 5     The   o u tp ut   o the   ima g e   afte r   app l yin g   t he   n ew   m o d i fied   H ol low   C o n c a v e   te m p l a te   i s   s h o w n   i n   F i gure   8.    0. 0. 5   0.5   0. 2   0.5   0. 0. 5   0.5   0. 75  0.75   0 .75   0. 75  5   0.75   0. 75  0.75   0 .75   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Indonesia n   J  Elec Eng  &   C o m p  S ci   ISSN:  2502- 4752      Cerv ica l   ca nce r   detec t i o m e tho d  us i n g   a n  i m prove d  ce llu l a r ne ura l  ne tw ork  ( A zia n   Azam im A bdu ll ah)   21 5                                                                      (a) Orig in al imag e                                                             ( b )   Simu lat e d   imag   F i gur 8.   O r i gi nal  an si m u la t e i m age   us in g   m odi f i e d   H ol l o w   Co n c av e t e mp l a t e       F i g u r e   8   sho w a   cl e a i m a g wi thou t   unn ece ssa ry   b a c kg r o und   a n d   n oi ses.   T h e   f i n a l   out put   a f t e r   a pp ly ing   the  mod i fie d   H ol low   C o nc a v e   t e m p la t e   s how the  sma l b l a c nuc l eu s th a t  re p res e n t s   t h e   ab no rmal  c el l .       3.   RESULTS  A ND  A NAL YS IS   From   this   s tu d y ,   t h in for m a tio o b ta i n ed   f r o m   t h s i m u la tio i th e   p r e limi n a r y   resu lt wh i c h   c a n   be   u se by   t he   m e d i c a l   p e r so n n e l   f or   r ec omm e nda ti on   a nd  f i na d ec isi o n   r e gar d in f u r t her   t r eatm e nt   o the   pa tie nt s,   i f   a n   a bnor ma r e su l t   i ob ta ine d .   Me dica per s o nne can   d e c id wh et h e th e   ce l l s   a r c a n c ero u s   o no n- c a nce r o u s.   T he   M A TLA base CN N   ca a l s o   b us ed  b y   t h e   me d ic al  p r a c t i t i o ner s   o r   s t ude n t a s   t he i r   gu i d el i n es  i d e te r m i n in c a n c e r ous  c el l s   a n d   a l e ar ni n g   pur p o se I n t e rpre tin t h im a g es  b e cam easier   a n d   ca r e d u ce   t he   c on sum e t i m e .     Th e   c a n c e r ou s ce l l s   a r e   in vin c i b l e  th r o ugh out  t he  l if unt il  w o m e n f i na ll d ecide   o n P a p S m ear  Test.   To  d e c i de  o a n   a bn or m a l   or   nor m a c e l l ,   t hi au t o ma t e ce r v i x   ca ncer   c e l l s   d ete c t i o n   whi c imp l e m enti n g   the  CN N   alg o r i t h m   can  b e   use d .   The   t e mpla t e w e r e   m od if ied  a nd  i m pr o v e d   i or de r   to   b in  s y n w i t h   t he   P a sm ea im a g es  g i v e n .   The   ob se rva t i o i s   b ase d   o t h size   o f   t he  nuc leu s   a nd  the   n u m b er   o f   m u lt ip l i e d   c e lls  i a n   i m a ge .   A s   f or   t h i st ud y,   t he  nuc l e us  i se t   a s   t he   p ara m e t ers  to   b o b se rv ed and   aft e t h e   simu lat i on,   t h e   w hite  a r e r e pr e s ents  t he  nuc leu s   a nd  b l ac ar e a r e pr e s ents  t he  r est  of  t he  c ell.   The  sim u la t i o n   result  in  d e t e c ti n g   c ance ro u s   c ells  i P a sm ea r   i m a ge   a r e   s how i n   F i gur a n d   F i gur e 1 0   f or   t he  e xam p l e  of   abn o r m a l  ce lls,   r e spe c t i v e l y.   F igu re  11   a n d   Fi g u r 12   s how  t he   s i m ul ati o re sult   o f  P a p  s m e a r  i m a g e  f o r   t h e  e x a m p l e  o f   n o r m a l   c e l l s .   I t  i s   o b s e r ve t h a t   f or   a b n o r m al  c e l l s ,   the  b l ac d o t   in d i cat i n t h e   nuc l e us  w i l l   a ppea r   a t h e   f i na sta g e .   U n l i k e   f o r  n o r m a l   c e l l s ,  t h e  b l a c k  d o t  ( n u c l e u s )  w i l l   di sap p ea r a f ter   Tem p late  3 .           F i gur 1 0 .   A bnor ma ce ll o f   P ap  s m ear   i m a ge   ( S a m p le  1 )         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2502- 4752  I n do n e si an  J  E l e c   E n g   &   C o m p  S ci , V o l .   1 4 ,   No. 1, April 2019 :   210 –  2 0 1 8   21 6   F i gur e 1 1 .   A bnorm a cells o P a p sm ea r   image  (S ample   2)          F i gur e 1 2 .   N o rma l   c e l ls o f P a p sm ear im a ge  ( S a m p l e  3)          Figure   1 3 Norm al  cells o Pap sm ear ima ge  ( Sample  4 ).      The  pe rce n t a g e   f or  e a c ty pe   o ab n o rm al  c ell s   i s how i n   T a b l e   1   w h i l e  T a b l e   2  s h o w s  t h e  p e r c e n t a g e   o f   ac cura cy f or e ac h   t y p e  of t h e norm a l c e l l s.  F rom   Table   1, i t ca n be co n c l u d e d   t h a t the  ov era l l acc urac y for   t h e   65  of  a b norm a i m age s   w it 59  de tecte d   a b norm a l i t i e s   i 90.7 7 % .   T he   a ccur acy  i co n s i d ere d   h i gh  for   the   detec t i o n   o f   a b norm a c e r v ica l   c e l l s From   T a b l e   2 it  is  o b s er ved  t h at   4 3   no n- canc e ro us   P ap  s m e a r   i m a ges   are   cor r ec t l d e t e ct ed  o ve t o ta o f   5 im age s   a n d   t he  a cc urac y   i 85. 54 %.  T he  limi t ed  num ber  o f   n o n - ca ncer ous  i ma g e s is t he  m a i n   fa ctor why  t h e   a ccur acy  i qu i t e   l ow  c ompa red  t o   t h e  c ance rous im a ges.        Tab l e   1.  P ercent a ge  o f a ccur acy  f or  eac h c e l l   ( Cance r ous)   Ty p e  o f   cell s   N u m b e r   o f  d et ect ed  c e l l s   T o t al   cell s  s i m u l a t ed   P e rc e n ta ge   o a c c u r a c y  ( % )   L i ght  D y s pla s tic  1 6   18  88. 89   M ode r a t e   D ys pl a s tic  1 5   16  93. 75   Se v e r e   D y s pl a s ti 12   13  92. 31   Ca r c ino m a   In  S it u   1 6   18  88. 89   T o t a l     5 9   65   90. 77     Tab l 2.  P ercent a ge  o f a ccur acy  f or  eac h c e l l   ( N on-c a nc ero u s)                                                                                           To t a l                                       4 3                                  5 0                              8 5 . 5 4     Ty p e  o f   cell s   Nu m b er   o f   un d e t e ct e d   cel ls   T o tal  ce lls   si m u lated  P e rc ent a g e   o f   a c cu r a cy   ( % )   Norm a l   Supe r f ic ia l   19   2 2   86. 36  Norm a l   In t e r m e d ia te   14   1 5   93. 33  Norm a l   Co l u m n a r   10   1 3   76. 92  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind ones i a n   J   E lec  En g & Co mp  S c i    IS S N : 2502- 47 52       Ce rv ica l   c a nce r  d e tec t i o m e t h o d  usi ng an i m prov e d  cel lu lar ne ura l  ne t w ork  (Azia n   Azam im A b d u llah)   21 7   4.   CONCL U S ION    CN N   is   freq u e n tl use d   i n   im a g proc ess i ng ,   hi gh-s p ee d   si gna p roc e s s in g,   v ide o   s i g nal   p r oces si n g bi olo g i ca l   vis i ons   a nd   p a t tern  r e c o g n it io n.  C N N   i s   i mp le m e nte d   i n   t h i st ud part icu l a r l y   t de tec t   t h e   cer vix   ca ncer   c ell s   a u t oma tica lly  by  des i g n i n g   t he  t em plat es  a n d   f ul l y   u ti l i z i ng  t h f u nc tio o f   M A TLA s o ft w a re Th e   t e mpl a t e s   a r e   d e si gn e d   a ft er  c on si d e ring   e ssenti a p a ra me t e r s   s uc a s   i n itia l   s t a t e ,   b o u n da r y   c on d i t i on,   pi xe val u e,  c on t r o l   t em pl at e,   f ee dbac k   t e m plate   an thr e sh ol val u e.   B a s e d   o the   sim u l a t i on  re s u lts,  5 9   abn o rm al  i ma ge we re  d etec te corre ct ly,  o u t   of t o t a l   6 im ages Th o b t a in e d   a ccu ra cy   w as  9 0 . 77 % .   F o r   t he  no n-ca ncer o u im ages,   43  i m ages  w e r d e te ct ed   a n o rm al  cel ls,  ou t   of  t o t al   5 0   im a g es  w i t h   ac c u ra cy  o 85.5 4 %.   F or  f ut ure  improve me nt ,   m o re   i m a ges  nee d   t be   s imula t e un der   t h is  M A TLA B   ba se CN N   si m u lator  for  m o re  a ccu r ate  and  precise  res u lts.  Lac k   o i m age s   h i n d e r s   t he  p re cis i on  o f   t he  d es i gne d   tem p l a te.  E v e r ima g has  di ffe ren t   c om p o sit i on,  b ri gh tne s a n d   i nt en si ty In   o rd er  t o   ful f i l l   an d   achi e ve   t h e   st a b il it of  t he   n e w ly  d e s ig ne d   tem p late s,   m ore   i m age s   n e e d ed  f or   t he   s i m ul a t i on  a nd  a n a l ys is.  In  t he  f u t ure ,   class i fica t i o n   c an  b e   m a de   w her e   t he   c a l c u l a t i o n   o th si z e   o f   t he   n uc le us  c a n   b prec ede d   f or   a   h igh   ac cura cy a n d  p re cision.       ACKNOW LEDG E MEN T S   Th is w or k w a s fu n d ed  b y U n i v ersi ti  Mala ys i a   P e r l i (U niMA P )  res e a rc h gra n t   9 0 0 9 -0 00 53.       REFE RENCES      [1]  Y.  J u s man,  S C.  N g,   a nd  N A.  A bu  O s m an,   “Inte lligent   sc re en in sys t e m s   f o cervi ca l   can cer,”  S cien tif ic   Wo rld  Jo urnal,   vol 20 14 2 0 1 4 [2]  J .   F er l a y,  I Soe r j o m a t a ram,   R .   Dikshit,  S Es er ,   C .   M at her s,   M .   Rebel o ,   D .   M .   P a rki n ,   D.   F orm a n,   a nd   F .   Bray C ancer i ncid ence an d m o rtality   w o rld w i d e,” IARC CancerBase  N o.   1 1 G L O BO CAN 20 1 2 , 20 1 3 . .  [3]  W HO  and  ICO,   Hu ma Papillomavi rus  and  Rel a ted  Diseases  R ep ort   WORL D, ”  HP V   Inf .   C en t.,   no.  Al bani a,  p p.  1 1 38 ,   2 01 4.  [4]  S . Zarid ah, “A rev i ew  o f   cerv i cal  c an cer resear ch   i n M a lays ia,   M ed.   J M a l a ysi a , v ol 69 p p 33 –4 1 ,   2 01 4.  [5]  ICO H P V In f o r m ation Centre,   “Human Pap illomavi rus  and Rela t e d  Di s eas es Report WORL D,”   2 0 17.   [6 E .   N joro ge,  S .   R Alty M .   R Ga ni,  an M .   A lka tib,  “Clas s i fi cati o o f   cervi cal  cancer  cel ls   u si ng   F T I dat a .,”  Ann u . In t .   Con f .   IEEE Eng . Me d . B i o l.  S o c . ,  v o l 1 ,   p p.  5 33 8– 41 200 6.   [ 7 ]   G.   R ig on ,   C .   V a l lo ne ,   A .   S ta r i ta ,   M .   F l a vi o ,   M Vi s m a r a ,   P .   I a l o n go ,   L .   P uti g n a ni ,   an F .   S i g n o re ,   D iag n o s tic   Accu rac y  o M R in P rim a ry  C erv i cal  Cancer,” Open   J.  R ad io l. , v o l .   2 pp 14 –2 1,  2 0 12.   [8]  S.  N Su l a i m an,   N.   A Mat-Is a,   N H .   O thman,   a nd  F .   A h m a d,   I m p ro vem e nt  o featu r es  e x t ract ion  p r oces an clas sificati on  o f   C ervical   cancer   f o r   t h e  N e u r a l P ap  s y s t e m ,   i n   P r o c e d ia   C o m pu te r   Sc ie n c e ,   2 01 5,  v o l .   60 no .   1 ,   p p.  7 5 0 75 9.   [ 9 ]   M .   Z h a o ,  A .   W u ,   J .  S o n g ,  X .   S u n ,   a n d  N .   D o n g ,   A u t o m a t i c  s c reenin of   c erv i cal   cell s   u sing   b lo ck  i m a ge  p r ocessi n g ,” B i o med . Eng .   On lin e, v ol .   1 5 , no . 1 20 16 [10 ]   P S u k u m a an d   R.  K Gnan am urth y ,   Co m puter  a id e d   s cree n i n o f   cervi cal  c an cer  u s i n g   r an do m   f o res t   classifier,” Res.   J .   Ph arm.  B i o l.  C hem.   S ci. ,  v o l . 7 , no . 1 ,   2 0 16.   [ 1 1 ]   N .   A .  Ob u k h o v a,  A .   A.  M ot yk o ,  U.   K ang ,  S. - J .  Bae,   a nd  D. - S . Lee,  Aut o mated  i m age  an al ysis in  multispect ral   sy st e m   f or  cerv i cal  c a n cer  d i a gn ostic,   C onf.   O pen  In no v.   Ass oc F r u c t,   vol.  201 7 Ap ril ,   2 0 1 7 .   [12]  L W e i ,   Q .   Gan,  a nd  T Ji “Cerv i c a l   c a ncer  h istology  imag i d en tif i cati o n   m e t h o d   b as ed  on  t e xtu r an les i o n   area f eature s ,” Compu t.  A ssist S u rg .,  v o l 2 2 , p p .  18 6 1 9 9 ,  2 0 17.  [13 ]   L .   O.   C hu a   and  L .   Y an g,   Ce l l ular  n eural  n e tw orks t h eo ry,   I E E E   T r a n s .   C i r c u i t s  S y s t . ,   v o l .  3 5 ,  n o .  1 0 ,  p p .   12 57 –12 72 ,   1 988.   [14 ]   L O .   C hu and   T.   R os ka,  Cellu lar  n e ural  n et work an vis u al  c om p u ti ng:  f o u n d a t ion  an ap plicati o n s .   200 2 .   [1 5]  P Szo l g a y,  A ZarAnd y ,   S Zold T .   R oska ,   P.  F o l d e sy,  L.  Kek,   T K o zek K .   L asz l o,  I P e t r as,  C.  R ek ec zky,   I .   S zatm a ri,   an D .   B alya,   T he   c o m p u t a ti on a l   i nf rastru ctu r for  c ell u l a vis u a l   m i c roprocess o rs ,”  P roc.  7 t h   I nt.  Con f M i croel ectro n.  N eural ,  F uzzy   B io -Ins p i r ed  S yst.   M icro Neuro   19 99 ,   p p.  5 4– 60 1999 .   [16 ]   A A .   A bd u llah   and   H.  M oh am a d d i ah,   D evel opm ent  of   cell u l a neural   n et work   a lg orithm   f o det ectin l u n g   canc e s y m p t o ms ,”  B iom e di cal  E ngi neeri n g   and   S c ien ces  I E C BE S   20 10   I EE E M BS  C onferen ce  on .   IE EE,   pp.   1 38– 14 3,   201 0.   [1 7]  A A.  A b d u l l a h ,   B S.  C h i ze,  a n d   Y Ni sh io “I mpl e men t ati o n   o f   a i m pro v ed  cell u lar  neu r a l   n etwo rk  a lg orit h m   f o r b r a i n   tu m o r d e tecti o n , ” i n  2 0 1 2 In ternatio nal   Con f eren ce on   B io m e d i c a l   E ngi n eeri ng  (ICoBE),  20 12,   p p .   6 11– 6 1 5.   [1 8]  S C.  L in g ,   A A .   A bd ul la h,  a n d   W.   K W.  A h m a d “De s ig o f   a n   au to mat e breas cancer  m as ses   d e tecti o n   i n   mammog r am u sin g  Cell u lar  Neu r al  Network  (CNN) algo r i t h m ,”   A dv Sci.  Let t . vo l .  20 ,   n o . 1 , p p . 2 54 –2 58 ,   2 0 1 4 .   [19 ]   R Rou h i,  M .   J a fari,  S.  K asaei an P .   K esh a varzi a n,  Beni g n   a n d   m al ign a n t   b reast   t u m o rs   c l a ssifi catio bas e on   r egi o n   gro w ing  and  CNN  seg m en tation , ” E xpert  S y s t.   A p p l. vo l .   4 2,  n o.   3 pp.  99 0 1 0 02,   2 0 1 5 .   [20 ]   A .   A.   A bd u l lah,  N .   M .   P os dz i ,   a nd   Y .   N i s h i o ,   “P rel i min a ry  s t u d of   p n e um o n ia  s ym pto m s   det ecti on  met h o d   using  Ce ll u l ar  N eural   Network , ”  In tern atio na Conf eren ce  on  Ele ctri cal  C ontro and   Com p u t er  E n g i n eeri n g   2 0 1 1   InE C CE.   I E E E,  pp .   4 97 –50 0,   2011 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2502- 4752  I n do n e si an  J  E l e c   E n g   &   C o m p  S ci , V o l .   1 4 ,   No. 1, April 2019 :   210 –  2 0 1 8   21 8 [ 2 1 ]   S .   D u a n ,   X .  H u ,  L .   W a n g ,  S .   G a o ,   a n d  C .   L i ,   H y b r i d   m e m r i s tor/RTD   s t ruct ure-based  cell u l a neu r al  n etw o rk with   a pp li c a tio n s  in   i m ag pro cess i ng, ”  N e ural  C om pu t.  Ap p l. 2 01 3 .   [22]  X Hu,  G.   F eng,   S .   Duan,   an L.  L i u “A  m emr i st i v mul tila y e cell u l a neural   n et wo rk  w it ap p l i cati o n s   t o   im ag e   pro c es si n g ,” IEE E T r ans .  N eural Netwo r k s  L e a rn.   Sys t .,  v o l .   2 8 ,   n o.  8 pp.  18 8 9 1 901 ,   2 017.   [23 ]   M Di  M a r co M.  F o r ti and  L .   P an cio n i ,   M e m r isto stan dar d   cellu lar  neural   n etw o rk com puti n g   i n   t h e   f l u x charg e   d o m ai n,   Neural   N e t wo rk s ,   vol.   93,   pp.   1 5 2 –1 64,   2 0 1 7 .   [24 ]   Y .   Z hon g,   B Sh iri n zadeh ,   an X .   Y uan,   Optim a l   r o b o t   p a t h  p l a n n i n g   w i t h  c e l l u l a r   n e u r a l  n e t w o r k ,  I n t .   J .   Int e ll M echat roni cs  R o bot.,   vol.  1,   n o .   1 ,   pp.   1 8 3 7 ,   201 1.   [2 5]  K X i e,  Y Yan g Y.   X in,  an d   G.  X i a “Cel l u lar   Neu r al   N etw ork-Bas e M e th od f o D i s t rib u t e Net w o r k   In tru s io n De te c tio n,”   v o l .   2 01 5 ,  2 01 5.  [2 6]  F Al  M a c ho t ,   M Ali,  A Ha j   Mosa,  C.  S ch wa rzl m ü l ler,  M G ut m a nn ,   an K.   K yam a ky a,   Real -ti m rain dro p   det ectio based   on   cell u l a neu r al net wo rk f o A D AS ,” J. Real- Tim e   I m a ge  P ro cess . ,   p p .   1–1 3 ,   2016 .   [27 ]   K . K a racs , Á. Zarán d y , P . S z olg a y, C.   Rekeczky , L -Kék,   V.  Sza b ó ,  G . Paz i e n za,  a n d   T . Ro s ka,  “So f t w are  Li brary  f o Cellul ar W av Co mp ut ing  En g i nes  in   a era  of  k il o-p rocess o r ch ip s,” 2 0 1 0       B I OGRAPHIES  O F AUTHO RS           D r  Azi an A zamim i A b d u llah  has ob tain ed h er d e g ree and   m a st er’s  d e gree  f r o m   T he  U ni versit y   o f  To k u s h i m a , Japan  in  El ectrical  and  El ectro ni c   En gin eerin g . S he  a ls h a co mp leted her  d o cto r ate d e gree  f rom Nara In s t itu te  o f   S c ien ce and   Tech no log y   (NAIST ),  J ap an  i 201 7.   P r evi o u s l y she work ed as   an  e ngi neer at   To shiba El ectronics  an d   curren t l y  s erves  as a s eni o l ecturer  a t   U n iv e r sity  M alay sia  Perl is. H e r researc h   i n t erest s   are b i o i nf orm a ti cs a r tif i c i al   i n t e lli g en ce, bi g  data  and  mach ine learn i n g .         Mrs   Aafio n   F o n ett a   D i c kso n   G io ng   h as  o bt ained   her  d e gr ee   f rom   Un iv e r s it i   M a l a y s i a   P er li s   in  Bi om ed i cal E lect ro ni c En g i neerin prog ram m e.                D r   N i k  A dilah  Hani Zahri   obtained   her  d e gree  a n m a ster’s  d egr ee i n   C om pu ter S c i e nce an M e di a f r om  U n i vers it y   of  Yam anas hi J a pan.  S h e   a l s o   has  com p let ed h er do c torate deg ree f r om   t h e s a me  universit y   i n   M edical  En g i n eerin g (H u m an  En v iro n m e n t  M ed ical Eng in eerin g).  Cu rren tl y,  s he  w o r ks  a s s e ni or l e c turer  at   S cho o l   of   C om puter  a n d  Co mmu n i cati on En g i n eerin in   U n i v e r s it i   M a l a ys ia   P e r l i s .                       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.